分隔壁塔雙效精餾系統(tǒng)大幅度變負荷控制策略研究.pdf

1、過程強化技術(shù)與傳統(tǒng)工藝相比較，可以有效降低原材料成本和建設投資、節(jié)約能耗，并能夠增強安全性，是當代化工創(chuàng)新的推動力。
　　 本文的研究對象為一種涉及分隔壁塔、雙效精餾、循環(huán)回收廢熱的復雜熱集成精餾工藝(DDE)，用于分離某合成工藝中間產(chǎn)品（四元混合物）。工業(yè)應用數(shù)據(jù)表明本工藝可以大幅降低能耗，但是流程的高耦合度增加了控制難度，現(xiàn)有的控制方案能夠克服進料流量和濃度±10％的擾動，但對于大幅改變處理量以及開停車過程仍然需要手動操作，

2、因此本文主要研究大幅度增加或減少負荷的控制策略以及開停車過程的方案，為工藝的工業(yè)應用提供指導，具體的內(nèi)容包括:
　　 (1)采用Aspen Plus Dynamics對工藝進行了動態(tài)建模，建立了熱集成網(wǎng)絡，并根據(jù)工業(yè)應用數(shù)據(jù)對模型進行修正，考慮了跨壁傳熱和汽相分配比等關(guān)鍵部分的設置。
　　 (2)基于對過程的理解以及奇異值分解和穩(wěn)定性分析，選擇了6種具有代表性的反饋控制方案，將其應用于大幅度降負荷過程，進行動態(tài)行為分析，

3、并對比了各方案的蒸汽消耗量，達到穩(wěn)定的時間以及不合格產(chǎn)品量。溫度控制響應和濃度控制響應表明:回流量控制溫度剖型方案造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，蒸汽量和側(cè)線出料量參與溫度控制不能使系統(tǒng)回到設計值。所有方案均產(chǎn)生較多不合格產(chǎn)品，控制效果較差。
　　 (3)詳細分析了傳統(tǒng)反饋控制方案產(chǎn)生問題的原因，為了克服其缺陷，提出了一種結(jié)合溫差控制、前饋控制、模型預測控制以及反饋控制的高級方案。結(jié)果表明溫差控制方案優(yōu)于單點溫度控制方案，為了進一步減少不合格產(chǎn)

4、品量，提出分段關(guān)聯(lián)進料量與控制目標，最優(yōu)的高級控制方案與傳統(tǒng)反饋方案相比，蒸汽耗量節(jié)省77％，達到穩(wěn)定的時間縮短79％，且不產(chǎn)生不合格產(chǎn)品。將最優(yōu)控制方案應用于停車過程，比傳統(tǒng)方案產(chǎn)生的不合格甲縮醛減少54％，不合格甲醇減少73％，但是停車時間長35％，故新方案不適用于緊急停車過程控制。
　　 (4)詳細分析了開車過程，并將其分為三階段，分別討論了每一階段的控制策略，并對比了不同開車形式的優(yōu)缺點。對于第一階段和第二階段，采用水開